Операционные оболочки

Тем не менее, по результатам независимых тестов выяснено, что Windows 7 заметно быстрее, чем Windows XP, сажает батарею ноутбука. Начиная с августа эксперты журнала Laptop (laptopmag.com) проводили тестирование финальной версии Windows 7, в том числе замеряя время автономной работы портативных ПК под её управлением. Общий итог оказался неутешительным: средний нетбук под управлением «семерки» в целом работает от аккумулятора на 47 минут меньше, по сравнению с XP. В случае модели ASUS 1008HA «недостача» составила 57 минут или 16,7 %. Другие издания также проводили подобные исследования и также пришли к этим выводам. 

Проигрыш составляет от 10 до 30 процентов по времени работы.

Возможная причина заключается в оптимизации Windows 7 под графические акселераторы, в то время как многие нетбуки работают на встроенных видеокартах Intel и VIA, которые не поддерживают порой функции Aero. Также многие нетбуки работают под управлением Windows 7 Starter Edition, которая не поддерживает Aero в полной мере. Другой возможной причиной является отсутствие поддержки ОС со стороны производителей нетбуков. Так, с новыми драйверами и BIOS, датированными ноябрём 2009 года, Asus Eee 1000HA работает под Windows 7 столь же долго, сколь и под управлением Windows XP .

Функция Удалённого рабочего стола также претерпела изменения.

Была введена поддержка интерфейса Aero Peek, Direct 2D и Direct3D 10.1, поддержка нескольких мониторов, расширений мультимедиа, DirectShow, а также возможность воспроизведения звука с низкими задержками.

В Windows 7 реализована более гибкая настройка User Account Control (UAC), которая в отличие от Windows Vista имеет ещё два промежуточных состояния между режимами «Всегда уведомлять» и «Никогда не уведомлять» — «Уведомлять, только при попытках программ внести изменения в компьютер»(положение по умолчанию), «Уведомлять, только при попытках программ внести изменения в компьютер(не затемнять рабочий стол)». Стоит заметить, что в отличие от Vista, затемнение происходит только если программа активна и находится на переднем плане. Если вы совершили клик в момент открытия UAC и деактивировали программу, затемнения может и не произойти.

Выводы:

1. Windows 3.0 (1990) — улучшена поддержка процессоров 80386 и защищённого режима.
2. Windows 3.1 (1992) — серьёзно переработанная Windows 3.0; устранены UAE (Unrecoverable Application Errors — фатальные ошибки прикладных программ), добавлен механизм OLE, печать в режиме WYSIWYG («что видите, то и получите»), шрифты TrueType, изменён Проводник (диспетчер файлов), добавлены мультимедийныефункции.
3. Семейство Windows 9x Включает в себя Windows 95, Windows 98 и Windows Me. Windows 95 была выпущена в 1995 году. Её отличительными особенностями являются новый пользовательский интерфейс, поддержка длинных имён файлов, автоматическое определение и конфигурация периферийных устройств Plug and Play, и способность исполнять 32-битные приложения. Windows 95 использует вытесняющую многозадачность и выполняет каждое 32-битное приложение в своём адресном пространстве. Операционные системы этого семейства не являлись безопасными многопользовательскими системами как Windows NT, поскольку строгое разделение исполняющихся приложений не было реализовано в ядре. Программный интерфейс был подмножеством Win32 API поддерживаемым Windows NT, но имел поддержку юникода в очень ограниченном объёме. Также в нём не было должного обеспечения безопасности.
4. Семейство Windows NT Операционные системы этого семейства в настоящее время работают на процессорах с архитектурами x86, x64, и Itanium. Ранние версии (до 4.0 включительно) также поддерживали некоторые RISC-процессоры: Alpha, MIPS, и Power PC. Все операционные системы этого семейства являются полностью 32-битными операционными системами, и не нуждаются в MS-DOS даже для загрузки. Только в этом семействе представлены операционные системы для серверов.

Глава 3. Unix

§1. Основные понятия операционной системы UNIX

UNIX – группа   переносимых, многозадачных и многопользовательских операционных систем.

Первая система UNIX была разработана в 1969 г. в подразделении Bell Labs компании AT&T. С тех пор было создано большое количество различных UNIX-систем. Юридически лишь некоторые из них имеют полное право называться «UNIX»; остальные же, хотя и используют сходные концепции и технологии, объединяются термином «UNIX-подобные» (англ. Unix-like). Для краткости в данной статье под UNIX-системами подразумеваются как истинные UNIX, так и UNIX-подобные ОС.

Некоторые отличительные признаки UNIX-систем включают в себя:

использование простых текстовых файлов для настройки и управления системой;

широкое применение утилит, запускаемых в командной строке;

взаимодействие с пользователем посредством виртуального устройства — терминала;

представление физических и виртуальных устройств и некоторых средств межпроцессового взаимодействия как файлов;

использование конвейеров из нескольких программ, каждая из которых выполняет одну задачу.

В настоящее время UNIX используются в основном на серверах, а также как встроенные системы для различного оборудования. На рынке ОС для рабочих станций и домашнего применения лидером является Microsoft Windows, UNIX занимает только второе (Mac OS X) и третье (GNU/Linux) места.

Одним из достоинств ОС UNIX является то, что система базируется на небольшом числе интуитивно ясных понятий. Однако, несмотря на простоту этих понятий, к ним нужно привыкнуть. Без этого невозможно понять существо ОС UNIX.  
           С самого начала ОС UNIX замышлялась как интерактивная система. Другими словами, UNIX предназначен для терминальной работы. Чтобы начать работать, человек должен "войти" в систему, введя со свободного терминала свое учетное имя (account name) и, возможно, пароль (password). Человек, зарегистрированный в учетных файлах системы, и, следовательно, имеющий учетное имя, называется зарегистрированным пользователем системы. Регистрацию новых пользователей обычно выполняет администратор системы. Пользователь не может изменить свое учетное имя, но может установить и/или изменить свой пароль. Пароли хранятся в отдельном файле в закодированном виде.  
            Все пользователи ОС UNIX явно или неявно работают с файлами. Файловая система ОС UNIX имеет древовидную структуру. Промежуточными узлами дерева являются каталоги со ссылками на другие каталоги или файлы, а листья дерева соответствуют файлам или пустым каталогам. Каждому зарегистрированному пользователю соответствует некоторый каталог файловой системы, который называется "домашним" (home) каталогом пользователя. При входе в систему пользователь получает неограниченный доступ к своему домашнему каталогу и всем каталогам и файлам, содержащимся в нем. Пользователь может создавать, удалять и модифицировать каталоги и файлы, содержащиеся в домашнем каталоге. Потенциально возможен доступ и ко всем другим файлам, однако он может быть ограничен, если пользователь не имеет достаточных привилегий.  
           Традиционный способ взаимодействия пользователя с системой UNIX основывается на использовании командных языков (правда, в настоящее время все большее распространение получают графические интерфейсы). После входа пользователя в систему для него запускается один из командных интерпретаторов (в зависимости от параметров, сохраняемых в файле /etc/passwd). Обычно в системе поддерживается несколько командных интерпретаторов с похожими, но различающимися своими возможностями командными языками. Общее название для любого командного интерпретатора ОС UNIX - shell (оболочка), поскольку любой интерпретатор представляет внешнее окружение ядра системы.  
Вызванный командный интерпретатор выдает приглашение на ввод пользователем командной строки, которая может содержать простую команду, конвейер команд или последовательность команд. После выполнения очередной командной строки и выдачи на экран терминала или в файл соответствующих результатов, shell снова выдает приглашение на ввод командной строки, и так до тех пор, пока пользователь не завершит свой сеанс работы путем ввода команды logout или нажатием комбинации клавиш Ctrl-d.  
Командные языки, используемые в ОС UNIX, достаточно просты, чтобы новые пользователи могли быстро начать работать, и достаточно мощны, чтобы можно было использовать их для написания сложных программ. Последняя возможность опирается на механизм командных файлов (shell scripts), которые могут содержать произвольные последовательности командных строк. При указании имени командного файла вместо очередной команды интерпретатор читает файл строка за строкой и последовательно интерпретирует команды. 

ОС UNIX одновременно является операционной средой использования существующих прикладных программ и средой разработки новых приложений. Новые программы могут писаться на разных языках (Фортран, Паскаль, Модула, Ада и др.). Однако стандартным языком программирования в среде ОС UNIX является язык Си (который в последнее время все больше заменяется на Си++). Это объясняется тем, что во-первых, сама система UNIX написана на языке Си, а, во-вторых, язык Си является одним из наиболее качественно стандартизованных языков. 

§2. Основные функции и компоненты системы UNIX

Операционная система UNIX - это набор программ, который управляет компьютером, осуществляет связь между вами и компьютером и обеспечивает вас инструментальными средствами, чтобы помочь вам выполнить вашу работу. Разработанная, чтобы обеспечить легкость, эффективность и гибкость программного обеспечения, система UNIX имеет несколько полезных функций:  
- основная цель системы - это выполнять широкий спектр заданий и программ;  
- интерактивное окружение, которое позволяет вам связываться напрямую с компьютером и получать немедленно ответы на ваши запросы и сообщения;  
- многопользовательское окружение, которое позволяет вам разделять ресурсы компьютера с другими пользователями без уменьшения производительности. Этот метод называется разделением времени. Система UNIX взаимодействует с пользователями поочередно, но так быстро, что кажется, что взаимодействует со всеми пользователями одновременно; 

- многозадачное окружение, которое  позволяет вам выполнять более  одного задания в одно и  тоже время. 

Система UNIX имеет 4 основных компонента:  
- ядро -это программа, которая образует ядро операционной системы; она координирует внутренние функции компьютера ( такие как размещение системных ресурсов). Ядро работает невидимо для вас;  
- shell -это программа, которая осуществляет связь между вами и ядром, интерпретируя и выполняя ваши команды. Так как она читает ваш ввод и посылает вам сообщения, то описывается как интерактивная;  
- commands -это имена программ, которые компьютер должен выполнить. Пакеты программ называются инструментальными средствами. Система UNIX обеспечивает инструментальными средствами для таких заданий как создание и изменение текста, написание программ, развитие инструментария программного обеспечения, обмен информацией с другими посредством компьютера;  
- file system -файловая система - это набор всех файлов, возможных для вашего компьютера. Она помогает вам легко сохранять и отыскивать информацию.

§3. Отличия операционной системы UNIX

Unix состоит из ядра с включенными  в него драйверами и из утилит (внешних по отношению к ядру  программ). Если надо изменить  конфигурацию (добавить устройство, изменить порт или прерывание), то ядро пересобирают (перелинковывают) из обьектных модулей. 
В противоположность Unix'у Windows (если не уточняется, какая, то имеются в виду 3.11, 95 и NT) и OS/2 при загрузке фактически на ходу прилинковывают драйверы. При этом компактность собранного ядра и повторное использование общего кода на порядок ниже, чем у Unix. Кроме того, при неизменной конфигурации системы ядро Unix без переделки (потребуется изменить только стартовую часть BIOS) может быть записан в ПЗУ и выполняться _не_загружаясь_ в ОЗУ. Компактность кода особенно важна, т.к. ядро и драйверы никогда не покидают физическую оперативную память, не сводятся на диск. 

Unix - самая многоплатформенная OS. WindowsNT пытается подражать ему, но пока  это плохо удается - после отказа  от MIPS и POWER-PC, W'NT остались всего на двух платформы - традиционная i*86 и DEC Alpha. Разумеется, переносимость программ с одной версии Unix на другую ограничена. Неаккуратно написанная программа, не учитывающая различий в реализациях Unix, может потребовать серьезной переделки. Но все равно это на много порядков легче, чем например перенести с OS/2 на NT.  
        Unix используется как в качестве как сервера, так и рабочей станции. В номинации серверов с ним конкурируют MS WindowsNT, Novell Netware, IBM OS/2 Warp Connect, DEC VMS и операционные системы мэйнфреймов. Каждая система имеет свою область применения, в которой она лучше других.  
WindowsNT - для администраторов, которые предпочитают привычный интерфейс экономному расходованию ресурсов и высокой производительности.  
          Netware - для сетей, где нужна высокая производительность файлового и принтерного сервиса и не столь важны остальные сервисы. Главный недостаток - на сервере Netware трудно запускать приложения.  
OS/2 хороша там, где нужен "легкий" сервер приложений. Ресурсов требует меньше чем NT, в управлении гибче (хотя в настройке может и сложнее), а многозадачность очень хорошая. Авторизация и разграничение прав доступа не реализованы на уровне ОС, что с лихвой окупается реализацией на уровне приложений-серверов. (Впрочем, зачастую остальные OS делают то же самое).                                          Многие станции FIDOnet и BBS сделаны на базе OS/2.  
VMS - мощный, ничем не уступающий Unix'ам (а во многом и превосходящий его) сервер приложений, но только для платформ VAX и Alpha фирмы DEC.  
Мэйнфреймы - для обслуживания очень большого количества пользователей (порядка нескольких тысяч). Но работа этих пользователей как правило организована в виде не клиент-серверного взаимодействия, а в виде хост-терминального. Терминал же в этой паре скорее не клиент, а сервер (Мир Internet, N3 за 1996-й год). К преимуществам мэйнфреймов надо отнести более высокую защищенность и устойчивость к сбоям, а к недостаткам - соответствующую этим качествам цену. 

Unix хорош для квалифицированного (или желающего стать таковым) администратора, т.к. требует знания принципов функционирования происходящих в нем процессов. Реальная многозадачность и жесткое разделение памяти обеспечивают высокую надежность функционирования системы, хотя в производительности файл- и принт-сервисов Unix'ы уступают Netware.  
        Недостаточная гибкость предоставления прав доступа пользователей к файлам по сравнению с WindowsNT затрудняет организацию на уровне файловой системы группового доступа к данным (точнее, к файлам), что компенсируется простотой реализации, а значит меньшими требованиями к аппаратуре. Впрочем, такие приложения, как SQL-сервер решают проблему группового доступа к данным своими силами.  
Практически все протоколы(правила обмена информацией в сети), на которых основан Internet, были разработаны под Unix, в частности стек протоколов TCP/IP придуман в университете Berkeley. Защищенность Unix при правильном администрировании ни в чем не уступает ни Novell, ни WindowsNT. 

Важным свойством Unix, которое приближает его к мэйнфреймам, является его многотерминальность, много пользователей могут одновременно запускать программы на одной Unix-машине. Если не требуется использовать графику, можно обойтись дешевыми текстовыми терминалами (специализированными или на базе дешевых PC), подключенными по медленным линиям. В этом с ним конкурирует только VMS. Можно использовать и графические X-терминалы, когда на одном экране присутствуют окна процессов, выполняющихся на разных машинах.  
В номинации рабочих станций с Unix конкурируют MS Windows*, IBM OS/2, Macintosh и Acorn RISC-OS. 

Windows - для тех, кто ценит совместимость  больше эффективности; для тех, кто  готов купить большое количество  памяти, дискового пространства  и мегагерц; для тех, кто любит  не вникая в суть, щелкать мышкой по кнопочкам в окошке. Правда, рано или поздно все равно придется изучить принципы работы системы и протоколов, но тогда уже будет поздно - выбор сделан. Немаловажным преимуществом Windows надо признать также возможность украсть кучу программного обеспечения. 

OS/2 - для любителей OS/2. Хотя по  некоторым сведениям OS/2 лучше других  взаимодействует с мэйнфреймами  и сетями IBM.  
Macintosh - для графических, издательских и музыкальных работ, а также для тех, кто любит понятный, красивый интерфейс и не хочет разбираться в подробностях функционирования системы. 

RISC-OS, прошитая  в ПЗУ, позволяет не тратить  время на инсталляцию операционной  системы и восстановление ее  после сбоев. Кроме того, практически  все программы под ней очень  экономно расходуют ресурсы, благодаря чему не нуждаются в свопинге и работают очень быстро.  
Unix функционирует как на PC, так и на мощных рабочих станциях с RISC-процессорами, под Unix написаны действительно мощные САПР и геоинформационные системы. Своей масштабируемостью Unix из-за его многоплатформенности на порядок превосходит любую другую операционную систему. 

Выводы:

1. UNIX предназначен для терминальной  работы. Пароли хранятся в отдельном файле в закодированном виде.
2. Файловая система ОС UNIX имеет древовидную структуру. Потенциально возможен доступ и ко всем другим файлам, однако он может быть ограничен, если пользователь не имеет достаточных привилегий.
3. Традиционный способ взаимодействия пользователя с системой UNIX основывается на использовании командных языков.

Глава 4. Linux

Рис.15. Linux

§1. Общие cведения

LINUX – многозадачная и многопользовательская операционная система для образования, бизнеса, индивидуального программирования. LINUX принадлежит к семейству UNIX-подобных операционных систем.